Khi học môn hóa có lẽ số mol, nồng độ mol là thuật ngữ mà các bạnhọc sinh sẽ gặp rất nhiều trong các bài học. Và đây cũng chính là kiến thức đầu tiên cần nắm vững để bắt đầu chinh phục môn hóa. Vậy mol, nồng độ mol là gì? Công thức tính nồng độ mol là gì? Hãy cùng chúng tôi đi tìm hiểu những kiến thức thú vị này nhé!
Mol là gì?
Trước khi tìm hiểu cách tính số mol, chúng ta cần i biết khái niệm mol là gì?
Mol hay mole là đơn vị đo lường sử dụng trong hóa học nhằm diễn tả lượng chất có chứa 6,022.1023 số hạt đơn vị nguyên tử hay phân tử chất đó. Số 6,02214129(27)×1023 – gọi là hằng số Avogadro (hay ký hiệu NA), ví vụ như 1 mol sắt – Fe hay 6.1023 nguyên tử Fe.
Mol là một trong những đơn vị cơ bản hệ SI cho các hạt vi mô. Trong những phép biến đổi đại lượng, chúng ta có thể làm tròn N = 6,023.1023.
Phụ thuộc vào việc lựa chọn hạt đơn vị mà mol được chia làm hai loại bao gồm: mol nguyên tử và mol phân tử.
- Mol nguyên tử của nguyên tố là lượng nguyên tố đó có NA nguyên tử chất nguyên tố đó, như mol nguyên tử kali sẽ chứa 6,02×1023 nguyên tử K.
- Mol phân tử của một chất là lượng chất của NA phân tử chất đó như 1 mol phân tử oxy sẽ chưa 6,022×1023 phân tử khí oxy.
Nồng độ mol là gì?
Dung dịch có chứa chất tan và không tan. Lượng chất tan trong một thể tích dung môi cố định càng lớn thì sẽ có nồng độ càng cao. Đặc biệt,nồng độ này sẽ đạt giá trị lớn nhất khi dung dịch ở trạng thái bão hòa, tức chất tan gần như không thể nào hòa tan thêm vào dung dịch nữa. Nếu vẫn bỏ thêm chất tan vào dung dịch, thì sẽ xảy ra hiện tượng phân tử bị kết tinh dẫn đến các pha cùng tồn tại hay tạo thể vấn ( còn gọi là huyền phù).
Nồng độ mol thể tích (M) biểu thị số mol của một chất tan cụ thể trong một lít dung dịch như trong 5 lít dung dịch chứa 3 mol hạt chất tan tạo thành dung dịch 0,6M, còn được gọi là 0,6 phân tử gram. Có nhiều lợi ích khi sử dụng nồng độ mol vì nó phép bạn đo số lượng tuyệt đối các hạt trong dung dịch không phụ thuộc vào khối lượng và thể tích của chúng.
Nồng độ molal hay nồng độ khối lượng mol (m) thể hiện số mol của một chất trước trong 1 kg dung môi như 4 kg dung môi chứa 3 mol hạt tan, tạo thành dung dịch với nồng độ 0,75 mol/kg, còn được gọi là 0,75 molal.
Nồng độ mol không phụ thuộc vào nhiệt độ và có liên quan với khối lượng dung môi hơn là thể tích của dung dịch. Do đó, nồng độ khối lượng mol là một hằng số bất định, không phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất. Đối với nồng độ mol thể tích thì sẽ tăng khi nhiệt độ giảm.
Công thức tính nồng độ mol
Tính số mol dựa trên khối lượng
n = m/M
Trong đó:
+ n là số mol chất (mol).
+ M là khối lượng mol (g/mol): Là khối lượng mol của chất tính ra g của N phân tử hay nguyên tử chất đó.
Người đọc cần chú ý, khối lượng mol của nguyên tử, phân tử không giống nhau. Ví dụ, khối lượng mol phân tử Nito – N2 bằng 28 g/mol còn khối lượng mol nguyên tử Nito – N bằng 14 g/mol.
+ m (g): khối lượng của chất .
Tính số mol chất khí ở điều kiện tiêu chuẩn (đktc)
- Thể tích mol của chất khí ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất thì bằng nhau.
- 1mol chất khí sẽ có thể tích 22,4 lít ở nhiệt độ 0, 1atm nghĩa là là VH2 = VO2 = VSO2 = VN2 = 22,4 (lít).
- Một mol chất khí sẽ có thể tích là 24 lít trong điều kiện phòng 20 độ C, 1 atm.
Công thức tính số mol của chất khí ( trong đktc):
n = V/22,4
Trong đó:
+ n (mol): số mol của chất khí.
+ V (lít): thể tích của chất khí (ở đktc).
+ 22,4 là hằng số ở đktc.
Trong trường hợp khí ở trạng thái tự nhiên, có điều kiện khác với điều kiện tiêu chuẩn, bạn không thể dùng công thức trên mà cần có các công thức và phép tính phức tạp hơn để giải
Tính số mol dư
Dạng bài có chất dư sau phả ứng hóa học, sẽ cho biết lượng của 2 chất tham gia và yêu cầu tính lượng chấtc tạo thành. Trong số 2 chất tham gia có một chất phản ứng hết và một chất còn lại có thể.
Các bước giải tính số mol dư:
Bước 1: Tính số mol (đổi lượng chất đề bài cho ra số mol).
Bước 2: Viết cân bằng phương trình hóa học:
aA + bB → cC + dD
Bước 3: So sánh tỉ lệ nA/a và nB/b (đặt nA, nB lần lượt là số mol A và B)
+ nA/a = nB/b => Hai chất A và B phản ứng hết (vừa đủ)
+ nA/a > nB/b => Sau phản ứng chất A còn dư và chất B đã phản ứng hết
+ nA/a < nB/b => Sau phản ứng chất A phản ứng hết và chất B còn dư
Ta tính lượng các chất theo chất đã phản ứng hết.
Số mol (còn dư) = Tổng mol ban đầu – Tổng mol đã xảy ra phản ứng
Lưu ý: Với những bài cho cả lượng chất tham gia và lượng chất sản phẩm thì sẽ tính toán theo lượng chất của sản phẩm.
Bài tập áp dụng công thức tính nồng độ mol và số mol
Ví dụ 1: Cho 3,9g K vào dung dịch HCl (dư). Tính thể tích khí H2 có được (ở đktc).
Bài giải:
Phản ứng xảy ra với hai phương trình sau:
(1) 2K + 2HCl → 2KCl + H2 ↑
(2) 2K + 2H2O → 2KOH + H2 ↑
Số mol K là: nK = 3,9 / 39 = 0,1 (mol)
Theo phương trình phản ứng (1), (2) => nH2 = nK = 0,1 mol
Thể tích khí H thu được (ở đktc) là: VH2 = 0,1 x 22,4 = 2,24 (lít).
Ví dụ 2: Tính nồng độ mol 5 lít dung dịch có chứa 0,5 mol NaCl.
Bài giải:
Nồng độ mol của 5 lít dung dịch là: CM = 0,5/5 = 0,1M
Kết luận
Hy vọng với những thông tin mà chúng tôi chia sẻ ở trên sẽ giúp người đọc có đáp án cho câu hỏi mol là gì? Nồng độ mol là gì? Và công thức tính nồng độ mol là gì? Chúc các bạn học sinh có được những kiến thức hữu ích để học tập tốt trong môn học.
